V 30. rokoch 20. storočia si švajčiarsky astronóm Fritz Zwicky všimol, že galaxie vo vzdialenej kope okolo seba obiehajú oveľa rýchlejšie, ako by mali mať viditeľné množstvo hmoty. Predpokladal, že neviditeľná látka, ktorú nazval temnou hmotou, by mohla na tieto galaxie pôsobiť gravitačne.

Odvtedy vedci potvrdili, že tento záhadný materiál sa nachádza v celom vesmíre a že je šesťkrát hojnejší ako bežná hmota, ktorá tvorí bežné veci, ako sú hviezdy a ľudia.

Čo je to tmavá hmota?

Po prvé, čo je možno najviac mätúce, vedci si nie sú istí, čo presne je tmavá hmota. Niektorí vedci si pôvodne mysleli, že chýbajúcu hmotu vo vesmíre tvoria malé, slabé hviezdy a čierne diery, hoci podrobné pozorovania neobjavili ani zďaleka toľko týchto objektov, aby vysvetlili vplyv temnej hmoty, ako už predtým napísal fyzik Don Lincoln z Fermilab amerického ministerstva energetiky pre Live Science . Súčasným hlavným kandidátom na plášť temnej hmoty je hypotetická častica nazývaná Weakly Interacting Massive Particle (WIMP), ktorá by sa správala podobne ako neutrón, len by bola 10 až 100-krát ťažšia ako protón, napísal Lincoln. Táto domnienka však viedla len k ďalším otázkam – napríklad…

Môžeme odhaliť tmavú hmotu?

Ak je temná hmota zložená z WIMPov, mali by byť všade okolo nás, neviditeľné a sotva zistiteľné. Tak prečo sme ešte žiadnu nenašli? Aj keby s normálnou hmotou príliš neinteragovali, vždy existuje malá šanca, že častica temnej hmoty môže pri svojom putovaní vesmírom naraziť do normálnej častice, ako je protón alebo elektrón. Vedci preto budujú jeden experiment za druhým, aby skúmali obrovské množstvo bežných častíc hlboko pod zemou, kde sú chránené pred rušivým žiarením, ktoré by mohlo napodobniť zrážku častíc tmavej hmoty. Problém? Po desaťročiach hľadania sa žiadnemu z týchto detektorov nepodarilo urobiť dôveryhodný objav. Začiatkom tohto roka čínsky experiment PandaX oznámil najnovšiu nedetekciu WIMPov.

Skladá sa temná hmota z viac ako jednej častice?

Bežná hmota sa skladá z bežných častíc, ako sú protóny a elektróny, ako aj z celej plejády exotickejších častíc, ako sú neutrína, mióny a piony. Niektorí vedci si preto kladú otázku, či temná hmota, ktorá tvorí 85 percent hmoty vo vesmíre, môže byť rovnako komplikovaná. “Neexistuje dobrý dôvod predpokladať, že všetka temná hmota vo vesmíre je tvorená jedným typom častíc,” povedal fyzik Andrey Katz z Harvardovej univerzity pre Space.com, sesterskú stránku portálu Live Science. Podľa Katza by sa tmavé protóny mohli spájať s tmavými elektrónmi a vytvárať tmavé atómy, čím by vznikali rovnako rozmanité a zaujímavé konfigurácie ako vo viditeľnom svete.

Existujú temné sily?

Spolu s inými časticami tmavej hmoty existuje možnosť, že tmavá hmota pociťuje sily analogické tým, ktoré pociťuje bežná hmota. Niektorí výskumníci hľadali “temné fotóny”, ktoré by boli podobné fotónom vymieňaným medzi bežnými časticami, ktoré sú zdrojom elektromagnetickej sily, s tým rozdielom, že by ich pociťovali len častice temnej hmoty. Fyzici v Taliansku sa pripravujú na rozbitie zväzku elektrónov a ich antičastíc, známych ako pozitróny, do diamantu, ako už informoval portál Live Science.

Mohla by byť temná hmota zložená z axónov?

Keďže fyzici čoraz viac opúšťajú lásku k WIMP-om, iné častice tmavej hmoty si začínajú získavať priazeň. Jednou z hlavných náhrad je hypotetická častica známa ako axion, ktorá by bola extrémne ľahká, možno len o 10 magnitúd menej hmotná ako protón na 31. mocninu. Axióny sa teraz hľadajú v niekoľkých experimentoch. Nedávne počítačové simulácie naznačili možnosť, že tieto axiony by mohli vytvárať hviezdam podobné objekty, ktoré by mohli produkovať detekovateľné žiarenie veľmi podobné záhadným javom známym ako rýchle rádiové záblesky.

zdroj: Livescience, Titulní obrázek: Pixabay.com/denizecenci